Оптические свойства волоконных световодов с сердцевиной из стеклообразных SiO2 и GeO2, легированных висмутом

• Автор: Фирстова, Елена Георгиевна
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИИ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Механизм возникновения видимой люминесценции в оптических средах, активированных висмутом
1.2 Люминесцентные свойства висмутовых активных центров, излучающих в ближней инфракрасной области спектра (ВАЦ). Основные существующие модели ВАЦ

— Кристаллические среды

— Стеклообразные материалы (стекла, синтезированные в тигле; импрегни-рованные висмутом пористые стекла; висмутовые волоконные световоды)

1.3 Выводы к Главе

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОБРАЗЦЫ, ТЕХНОЛОГИЯ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Экспериментальные образцы. Технология изготовления
2.2 Схема измерения спектров поглощения
2.3 Методика измерения и построения трехмерных спектров возбуждения -эмиссии люминесценции
2.4 Временные зависимости затухания люминесценции: схема измерений
2.5 Измерение спектров антистоксовой люминесценции при ступенчатом двухквантовом возбуждении

ГЛАВА III. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВЕТОВОДОВ С
СЕРДЦЕВИНОЙ ИЗ у-8Ю2, ЛЕГИРОВАННОГО ВИСМУТОМ
3.1 Абсорбционные свойства световода из кварцевого стекла, легированного висмутом, в видимой и ближней ИК области спектра
3.2 Спектрально-люминесцентные свойства ВАЦ в у-8Ю2 при Т=77 К и Т=300 К
3.3 Времена жизни люминесценции и схема энергетических уровней ВАЦ в у-8Ю
3.4 Оптическое усиление и лазерная генерация на ВАЦ, ассоциированных с кремнием (ВАЦ-81)
3.5 Люминесцентные свойства ВАЦ в алюмо- и фосфоросиликатных световодах, легированных висмутом
3.6 Выводы к Главе III
ГЛАВА IV. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВЕТОВОДОВ С
СЕРДЦЕВИНОЙ ИЗ у-ЦЕ02, ЛЕГИРОВАННОГО ВИСМУТОМ
4.1 Абсорбционные свойства световода из германатного стекла, легированного висмутом
4.2 Люминесцентные свойства ВАЦ-Се в УФ, видимом и ближнем ИК спектральных диапазонах
4.3 Схема энергетических уровней, принадлежащих ВАЦ в световоде с сердцевиной из у-веОг
4.4 Выводы к Главе IV
ГЛАВА V. УФ ПОГЛОЩЕНИЕ И ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ В
ВИСМУТОВЫХ СВЕТОВОДАХ ПРИ УФ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ
ДВУХКВАНТОВОМ ИК ВОЗБУЖДЕНИИ
5.1 УФ поглощение в световодах, легированных висмутом

5.2 Антистоксовая люминесценция ВАЦ в у-СсСГ и у-8Ю2 световодах при ступенчатом двухквантовом возбуждении
5.3 О физической природе висмутового активного центра, излучающего в ближней ИК области спектра
5.4 Выводы к Главе V
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

получить люминесценцию висмутовых центров в стеклянной матрице, простирается от 900 до 2100 нм [69, 70]. Многими авторами (например, [71]) высказывалось предположение о том, что широкополосная люминесценция в стекле появляется в результате сосуществования нескольких разновидностей центров люминесценции. Перераспределение этих центров, то есть увеличение количества одного типа и уменьшение другого типа, в сетке стекла может зависеть от различных факторов. Из проведенного анализа литературы показано, что такими факторами могут быть: матрица стекла, температура синтеза, концентрация активатора, окислительно-восстановительные условия. Далее будет рассмотрено влияние этих факторов на формирование и оптические свойства ВАЦ в 3 типах стеклообразных материалов:
1) Стекла, синтезированные в тигле;
2) Импрегнированные висмутом пористые стекла;
3) Висмутовые волоконные световоды.
Стекла, синтезированные в тигле
Стеклам, полученным в тигле, посвящена самая большая доля имеющихся публикаций по теме данной работы. Химический состав такого типа стекол, как правило, является сложным, что определяется особенностями технологии приготовления. К сожалению, детальное сравнение и обобщение представленных результатов по стеклам, исследованным в разных работах, с целью поиска определенных закономерностей не представляется возможным. Это связано с рядом объективных причин. Одной из этих причин является отсутствие в работах состава полученного стекла. Как правило, приводится состав по закладке исходной шихты. Однако высокая летучесть ряда элементов (в том числе висмута) в процессе синтеза приводит к изменению соотношения исходных компонент в стекле. Другой причиной является искажение химического состава стекла, обусловленного неконтролируемой диффузией материала тигля. В частности, в работе [72] по результатам химического анализа было определено, что полученные в корундовом тигле германатные стекла, которые изначально